1. Описание конструкции и работы конвейера

Ленточный конвейер — машина непрерывного действия, используемая для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10−12 км и больше. Такие конвейеры обычно составляют из отдельных секций. Трасса конвейера в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган — лента, которая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. Конвейер с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных конвейерах — винтовая. Привод конвейера (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку — через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч. Ширина тканевых лент в конвейерах от 300 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5−4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные конвейеры монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в строительстве.

Классификация конвейеров:

Основной классификационный признак К. — тип тягового и грузонесущего органа. Различают К. с ленточным, цепным, канатным тяговыми органами и К. без тягового органа (гравитационные, инерционные, винтовые). К. с тяговым органом могут быть по виду грузонесущего органа ленточными, пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и пр. Для таких К. характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается либо грузонесущим элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по неподвижному желобу, трубе, настилу и т. п. Для К. без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые К.) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные К.). К. могут иметь машинный привод (наиболее часто электрический, реже пневматический) или груз может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные К.).В зависимости от условий используют К. напольные и подвесные. Напольные К. могут быть стационарными, передвижными или переносными. На К. можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные К.); в любой плоскости. В последнем случае К. состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные и др.). Кроме того, К. могут различаться в зависимости от рода перемещаемых грузов — насыпных или штучных. Конструкция некоторых К. позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы К. составляют элеваторы, вертикальные К. с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные К. для перемещения людей, шагающие конвейеры, триммеры, стакеры для штабелирования брёвен, а также комбинированные, обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными интервалами и т. д. Основные параметры ленточных конвейеров общего назначения стандартизованы (ГОСТ 22 644−77 — ГОСТ 22 647–77). Однако основной задачей данного курсового проекта является проектирование нестандартного ленточного конвейера производительностью П = 420 т/ч, с дальностью транспортирования L_г = 100 м и высотой подъёма Н = 8 м.

В курсовом проекте рассмотрено техническое средство непрерывного действия для перемещения массовых сыпучих и штучных грузов — ленточный конвейер (стационарный).

Ленточный конвейер является неотъемлемой и важной частью современного производства — повышает производительность, облегчает работу человека (заменяет ручной физический труд).

Ленточный конвейер представляет собой бесконечную ленту, огибающую два барабана, один из которых является ведущим, а другой ведомым. При вращении ведущего барабана лента под действием сил трения приводится в движение. Между ведущим и ведомым установлены роликовые опоры, поддерживающие верхнюю и нижнюю ветви ленты, не давая ей провисать. Грузы укладывают на ленту.

Рис. 1 Схема конвейера

1 — грузовое натяжное устройство

2 — барабан оборотный

3 — загрузочная воронка

4 — батарея амортизационных роликов

5 — желобчатые роликоопоры

6 — верхняя рабочая ветвь ленты

7 — нижняя холостая ветвь ленты

8 — рама

9 — прямые роликоопоры

10 — отклоняющий барабан

11 — приводной барабан

12 — электродвигатель

13 — МУВП

14 — редуктор

15 — зубчатая муфта

2. Исходные данные

Основные параметры:

— дальность транспортирования L=100 м,

— высота подъёма H=8 м,

— производительность П=420 т/ч.,

— угол наклона боковых роликоопор б=30⁰,

— транспортируемый материал — кокс рядовой 30−50 мм,

— схема трассы б.

— влажность материала 50%

— температура материала 20^о

— разгрузка через барабан

3. Определение основных параметров

3.1 Определение допустимого угла наклона и размеры основных участков конвейера

Рис. 2 Схема трассы транспортирования материала

4. Определение ширины ленты, нахождения расстояния расстановки роликоопор, выбор скорости движения ленты.

4.1 Площадь сечения материала на ленте конвейера

По табл. 2.2. для диаметра роликоопор 108 мм и =1.6 принимаем =2 м/с

4.2 Определяем расчетную ширину ленты

4.3 Выбираем стандартную ширину ленты по ГОСТ 20-85

В = 500 (мм).

4.4 Находим уточненную скорость ленты

Коэффициент 0,14 используется при угле наклона желобчетых роликоопор б=30^о

5. Определение шага расстановки роликоопор

5.1 Расстановка грузовых роликоопор

конвейер ленточный роликоопор

Шаг расстановки роликоопор (по Зенкову) зависит от ширины ленты B и плотности груза с.

В=0,5

С=1.6

5.2 Расстановка грузовых роликоопор на криволинейных участках в месте загрузки и разгрузки

5.3 Расстановка холостых роликоопор

6. Определение сосредоточенных (распределенных) масс

6.1 Сосредоточенная масса груза

6.2 Сосредоточенная масса ленты

6.3 Сосредоточенная масса грузовой роликоопоры

Масса вращающейся части ролика

Роликоопора верхняя желобчатая с наклоном 30^о ЖГ-80−127−20

6.4 Сосредоточенная масса холостой роликоопоры

7. Определение радиусов криволинейных участков

7.1 Минимальный радиус вогнутого грузового участка резинотканевой ленты

R_min=12, при В=800 мм и при угле наклона боковых роликов 30^о

7.2 Высота подъема груза на участке

h=0,28^.R₁=0,28^.12=3,36 м

7.3 Длина дуги вогнутого криволинейного участка

7.4 Определение радиуса выпуклого криволинейного участка

К₂=1,2 — для грузовых установок

К₃=1, 07 — при В=(13…15)

7.5 Определение высоты подъема груза

h=0,28^. =0,28^.0,26=0,075

7.6 Определение длины дуги выпуклого криволинейного участка

8. Расчет натяжения ленты в характерных точках конвейера

Точки:

1 — точка сбега ленты с натяжного барабана.

2 — точка загрузки.

3 — точка начала криволинейного выпуклого участка, грузовые роликоопоры.

4 — точка конца криволинейного выпуклого участка, грузовые роликоопоры.

5 — точка начала криволинейного вогнутого участка, грузовые роликоопоры.

6 — точка конца криволинейного вогнутого участка, грузовые роликоопоры.

7 — точка набега на приводной барабан (точка разгрузки).

8 — точка сбега ленты с приводного барабана.

9 — точка начала криволинейного выпуклого участка, холостые роликоопоры.

10 — точка начала криволинейного вогнутого участка, холостые роликоопоры.

11 — точка набега ленты на натяжной барабан.

8.1 Натяжение в точке 1. Точка сбегания ленты с натяжного барабана

S₁ — принимаем за неизвестную.

8.2 Натяжение в точке 2. Точка загрузки

S₂= S₁+W_загр= S₁+0,8кН

8.3 Натяжение в точке 3

S₃= S₂+W₂₋₃= S₁+0,8+0,44= S₁+1,24

W₂₋₃=0,01 [(q_гр+ q_л+ q'_р) l_г1 щ]= 0,01 [(44,5+ 6+ 20,5) 28,5 0,022]=0,44

щ =0,022

8.4 Натяжение в точке 4

S₄= S₃+W₃₋₄= S₁+1,24+3,78= S₁+2,93

W₃₋₄=0,01 (q_гр+ q_л) h=0,01 (44,5+ 6) 3,36=1,69

8.5 Натяжение в точке 5

S₅= S₄+W₄₋₅= S₁+2,93+5,63= S1+8,56

W₄₋₅=0,01 [(q_гр+ q_л+ q'_р) l_г2 щ+(q_гр+ q_л) Н]= 0,01 [(44,5+ 6+ 20,5) 38 0,022+(44,5+ 6) 10]=5,63

8.6 Натяжение в точке 6

S₆= S₅+W₅₋₆= S1+8,56+0,03= S1+8,59

W₅₋₆=0,01 (q_гр+ q_л) h=(44,5+ 6) 0,075=0,03

8.7 Натяжение в точке 7

S₇= S₆+W₆₋₇= S1+8,59+0,44= S1+9,03

W₆₋₇= W₂₋₃=0,44

8.8 Натяжение в точке 11, идем в противоположную сторону

S₁₁= S₁ - W_1-11

W₁₋₁₁=0,05

S₁₁= 0,95 S₁

8.9 Натяжение в точке 10

S₁₀= S₁₁ - W₁₁₋₁₀ = 0,95 S₁-B₁=0,95 S₁-0,084

W₁₁₋₁₀=0, 01 [(q_л+ q''_р) l_г1 щ]= 01 [(6+ 7,5) 28,5 0,022]=0,084

B₁=0,084

Сопротивлением на обоих криволинейных участках пренебрегаем, в силу их малости.

8.10 Натяжение в точке 9

S₉= S₁₀ - W₁₀₋₉=0,95 S₁-B₂ - B₂=0,95 S₁-0,084-0, 71=0,95 S₁-0,794

W₁₀₋₉=0, 01 [(q_л+ q''_р) l_г2 щ+ q_лН]= 0, 01 [(6+ 7,5) 38 0,022+ 610]=0,71

B₂=0,71

8.11 Натяжение в точке 8

S₈= S₉ - W_9-8=0,95 S₁-0,794-0, 084=0,95 S₁-0,878

W₉₋₈= W₁₁₋₁₀=0,084

B₃=0,084

9. Уравнение отсутствия буксования

S₇= S₈[(е^мб-1)+К_сц]= S₈[(2,71^0,94-1)+1,2]= S₈2,75

e=2,71

м=(0,3…0,4)

б=3,14

К_сц=(1,2…1,4)

S₇= S1+9,03

S₈=0,95 S₁-0,878

S₇= S₈ 2,75

S1+9,03 = S₈ 2,75

S₈=0,95 S₁-0,878

S1+9,03 =(0,95 S₁-0,878) 2,75

S1+9,03=2,61 S1-2, 41

9,03+2,41=2,61 S1 - S1

11,44=1,61S1

S_1=7,10кН

S₇= S1+9,03

S_{7= 7,10+9,03=16,13кН}

S₈=0,95 S₁-0,878

S_{8=0,95 9,03-0, 878=7,7кН}

10. Окончательный выбор ленты

10.1 Определяем необходимое количество прокладок ленты

Принимаем 3 прокладки.

Где:

S_max — максимальное усилие действующее в ленте

t — коэффициент запаса (8…10)

В-ширина ленты

[КР] - допускаемая прочность на разрыв 1-го метра ширины прокладки ленты

БКНЛ — 65,2

ТК — 100

ТК — 200

11. Выбор двигателя

11.1 Выбор производится по расчетной статической мощности

Выбираем электродвигатель А180М4 30,0 кВт

12. Выбор редуктора

12.1 Определение размеров приводного и натяжного барабанов

Определяем диаметр приводного барабана Дпр:

D_пр=ai=1253=375 мм

Принимаем барабан 400 мм

Ширина приводного и др. барабанов

L_б=В_л+0,1=0,8+0,1=0,9 м

12.2 Определение частоты вращения барабана

12.3 Расчетное передаточное число трансмиссии

12.4 Подбор редуктора

U_расч=12,26

Режим работы Р_в=100%

Частота вращения эл. дв =1460 об/мин

12.5 Номинальный момент на валу редуктора

12.6 Крутящий момент на выходном валу редуктора

12.7 По найденному моменту выходного вала подбираем редуктор

Ц2−750

М_вых=2,4кНм

Пв=100%

n_дв=1500 об/мин

U=12,5

13. Подбор соединительных муфт

13.1 Расчет момента передаваемого быстроходной муфтой

Где =1,1…1,15

13.2 Подбор быстроходной муфты

Из каталога подбираем стандартную муфту МУВП-30 с параметрами М = 0,23 кН· м; J_м = 0,062 кг· м², расточка до 140 мм.

13.3 Расчет передаваемого момента тихоходной муфты

13.4 Подбор тихоходной муфты

Для тихоходного вал МУВП-80 с параметрами М = 3,92 кН· м; J_м = 3,86 кг· м², расточка до 320 мм.

14. Расчет возможного пуска груженого конвейера

При возможной остановке конвейера, по разным причинам, возникает потребность запуска его.

Где — момент, необходимый для разгона поступательного движения.

(Лента и груз.)

Где общая длина ленты конвейера:

Где — дополнительный момент, для разгона вращающихся частей конвейера. (Муфты, ролики, барабаны, редуктор, ротор асинхронного двигателя)

Необходимо обеспечить выполнение условия:

Где коэффициент перегруза =2,9

Условие выполняется.

0,435>0,2686

15. Проверка возможности обратного хода конвейера

Принимая во внимание то, что > необходимо установить стопорный механизм.

16. Расчет натяжного устройства

Точка приложения натяжной силы к барабану.

=0,038 м

Расчет массы груза натяжного устройства.

В качестве грузов используем стандартный чугунный груз КС.401.104.007−01

Вес которого составляет 25 кг.

Высота 53 мм, диаметр — 300 мм.

1. Вайсон А. А. Подъёмно-транспортные машины. — М., Машиностроение, 1989.-535 с.

2. Александров М. П. Подъёмно-транспортные машины. М., Машиностроение, 1985.-336 с.

3. Конвейеры: Справочник /Волков Р.А., Гнутов А. Н., Дьяченков В. К. и др. Под общ. ред. Ю. А. Пертена. Л: Машиностроение, 1984.-367 с.

4. Методические указания к курсовому проекту «Проектирование ленточного конвейера». Составители: профессор, к.т.н М. А. Степанов, профессор, к.т.н Е. В. Кочетов, доцент, к.т.н Б. М. Шевлягин. 2006.-51 с.